LD泵浦473nm蓝光激光器

论文摘要

LD泵浦的全固态激光器是激光技术领域的一个重要分支,与传统激光器相比在重量、体积、电一光转换效率、使用寿命和稳定性方面更具优越性。目前,LD泵浦全固态激光器已实现了连续、调Q脉冲和锁模脉冲等激光运转模式,广泛应用于材料加工、医疗、光学仪器和基础研究等领域。目前有多种产生蓝光激光的方法,但比较普遍的是采用对Nd3+:YAG（946nm）离子的准三能级激光的倍频以实现473nm蓝光激光输出,本论文着重对此类激光器的设计、制作、性能进行了研究。本论文首先在已有的理论基础上建立了准三能级系统激光运转的更完整的模型,分析了Nd3+:YAG在准三能级运转情况下的阈值同泵浦光斑半径与激光光斑半径的关系表达式;确定了Nd3+:YAG的最佳长度;分析了在不同激光参数的情况下激光的反转粒子数同泵浦光乃至激光等因素的关系;讨论了泵浦光与激光之间的匹配对激光的输出的影响;讨论了激光斜效率与各个参数之间的关系;并总结了在理论上如何实现激光的最佳运转。论文分析了Nd3+:YAG晶体的能级结构及其荧光谱线,计算出在946nm波长处的吸收截面和受激发射截面,并分析了Nd3+:YAG晶体能够在室温下以准三能级运转的原因,从而阐明它是目前最适合间接产生蓝光的激光材料。并对倍频理论进行了分析;对多种倍频晶体进行了比较,最后选择出LBO作为主要倍频晶体。最后,在理论的指导之下,我们对实验的整体方案进行了分析设计,对LD泵浦源及其耦合系统、腔体结构、光学器件的膜系制备等诸多问题进行了分析解决。并通过实验验证了我们的整个指导思想的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• §1.1 全固态激光器的发展概述及DPSSL特点
• §1.2 全固态蓝光激光器概述
• 第二章 准三能级激光系统的理论研究
• §2.1 准三能级激光系统的速率方程与反转粒子数空间分布
• §2.2 激光阈值与最佳长度
• §2.3 准三能级系统的斜效率
• 第三章 激光晶体和倍频晶体
• §3.1 激光晶体的特性
• §3.2 倍频理论分析与倍频晶体的选择
• 第四章 激光器的总体设计
• §4.1 DPSSL总体结构分析
• §4.2 LD光学耦合系统的设计
• §4.3 谐振腔及膜系的分析与设计
• 第五章 蓝光激光器的实验研究
• §5.1 实验结果分析
• §5.2 结论与改进
• 致谢
• 参考文献